Le film copolymère PC surpasse le PET et le PEN dans les applications de condensateurs EV

Jul 18, 2023

Publié par le personnel | 11 mai 2023

Comparés à d'autres matériaux à haute température, tels que le polyéthylène téréphtalate (PET) et le polyéthylène naphtalate (PEN), les films HTV150A à base de copolymère de polycarbonate Elcres de Sabic pourraient réduire les pertes par dissipation jusqu'à 40 % lorsqu'ils sont exposés à des températures atteignant 150 °C et fréquences jusqu'à 100 kHz. Ce matériau a déjà fait ses preuves dans les films de condensateurs à paroi mince.

Des pertes de dissipation plus faibles dans les films diélectriques Elcres HTV150A peuvent réduire la génération de chaleur interne, augmenter l'efficacité de fonctionnement et stabiliser les températures des points chauds, offrant ainsi aux ingénieurs une plus grande flexibilité dans la conception des condensateurs. Des pertes plus faibles dans ces films devraient se traduire par une réduction des pertes par dissipation dans les condensateurs.

« En développant les films Elcres HTV150A, les chercheurs de Sabic se sont appuyés sur leur compréhension approfondie de la manière dont les polymères réagissent aux champs de contraintes thermiques et électriques », a déclaré Ed Kung, directeur principal de la conception et de l'incubation des résines. « Ils ont sélectionné des compositions de matériaux présentant des mécanismes de dissipation doux dans les plages de température et de fréquence d’intérêt et ont obtenu des résultats impressionnants. À mesure que les clients conçoivent de nouveaux systèmes d’onduleurs et adoptent des modules de puissance en carbure de silicium de nouvelle génération, des pertes de dissipation plus faibles à des températures et des fréquences de fonctionnement plus élevées peuvent contribuer au succès.

Sabic travaille avec la société de conseil japonaise Machine Technologies pour étudier, tester et valider les performances des films Elcres HTV150A dans les condensateurs de puissance de liaison CC pour les onduleurs du groupe motopropulseur des véhicules électriques (VE). Cette collaboration en cours a confirmé la valeur des films Elcres HTV150A dans la prise en charge de la technologie des véhicules hybrides, hybrides rechargeables et électriques à batterie (xEV).

Des données récentes provenant de tests sur des feuilles simples de film menés au centre de développement de traitement des polymères Sabic à Pittsfield, dans le Massachusetts, indiquent que, contrairement à la façon dont d'autres matériaux à haute température réagissent, les films Elcres HTV150A présentent des pertes de dissipation internes considérablement réduites lorsqu'ils sont exposés à des températures élevées. fréquences et températures. Il est important de noter que ces films diélectriques Sabic peuvent fonctionner à des températures allant jusqu'à 150 °C, permettant aux condensateurs de puissance du circuit intermédiaire de résister à des températures de point chaud perturbatrices. Les films concurrents à haute température tels que le PET et le PEN sont limités à des températures de fonctionnement inférieures à 125°C car ils présentent des pertes de dissipation accrues au-dessus de ce point. Les films Elcres HTV150A conservent également leurs propriétés diélectriques dans les plages de température et de fréquence souhaitées.

« Sabic et Machine Technologies soutiennent leurs clients en collaboration en appliquant une méthodologie rigoureuse pour tester et valider les matériaux des condensateurs », a déclaré le Dr Tsuyoshi Kasebe, PDG de Machine Technologies. « Les données générées par ce processus peuvent informer les fabricants de condensateurs sur les capacités des films Elcres par rapport à d'autres matériaux à haute température. Alors que l’industrie évolue vers des transistors de puissance basés sur le carbure de silicium et d’autres technologies avancées, ces données peuvent être précieuses pour orienter la conception de nouveaux condensateurs.

Les films diélectriques Elcres HTV150A sont les premiers du secteur à offrir des performances stables à des températures de fonctionnement comprises entre -40° et 150°C et à des fréquences allant jusqu'à 100 kHz, tout en offrant une capacité stable, une résistance d'isolation élevée et de bonnes performances diélectriques. Ils comblent l'écart de performance critique rencontré par les films traditionnels en polypropylène (PP) au-dessus de 105°C.

Les condensateurs construits avec des films Elcres HTV150A métallisés de 3 et 5 µm passent les tests électriques et de durée de vie standard à 150 °C pendant 2 000 heures avec une faible variation de capacité et une résistance d'isolation stable. D'autres propriétés clés citées par Sabic incluent une résistance élevée à la rupture sur toute la plage de températures, une bonne auto-cicatrisation et une excellente adhérence à l'aluminium et au zinc pendant la métallisation. Le film a été validé par les clients pour une utilisation avec des électrodes en film et métallisées.

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